Vergleichstest Nabendynamos welcher taugt als Minigenerator?

[jb79]

Das ist (leider) so gewollt.
Der Eisenkern geht in die magnetische Sättigung, damit steigt der magnetische Fluß nicht weiter an => Abgabeleistung wird begrenzt.

[volker]

Hallo Leute,

ich habe im Moment vor einen einfachen Savonius-Bausatz für meinen Nabendynamo möglichst aus vielen Standardteilen zusammenzustellen.
Er soll derzeit eine Höhe von 150 cm haben und möglichst kleinen Durchmesser haben. Der ND soll am oberen Ende der Achse montiert werden und gleichzeitig die oberere Lagerung darstellen. Das untere Ende wird mit einem stabilen Kegelrollenlager und Stellring gelagert. Das Kabel läuft durch die Mittelachse, welche sich nicht mitdreht.
Um das benötigte Anlaufdrehmoment (0,45Nm nach Bernds Messwerten) einzuschätzen habe ich mich grob mal über die Staudruckformel genähert.
Angenommen habe ich dabei die Kraftvektoren der beiden "konkurierenden" Hebelarme bei unterschiedlichen Cw-Werten und dem daraus resultierende Delta. D.H. die Gesamtfläche zunächst durch 0.5 geteilt udn jede Seite mit unterschielichem Vorzeichen berechnet.
Natürlich gehe ich zunächst von einer senkrechten idealen Anströmung aus.
Kann jemand diesen Ansatz nachvollziehen.
Es geht mir darum den idealen Durchmesser im Verhältnis zur Fläche zu finden und natürlich damit eine optimale Drehzahl
zu haben.

Gruß Volker

[Bernd]

Hallo Volker, ohne jetzt genauer nachzulesen meine ich das 0,4 NM der Wert für den Nabenmotor war.
Der Nabendynamo sollte ein kleineres Anlaufmoment haben. Die Werte hatte ich hier im Forum
mal gepostet, habe nur gerade keine Zeit sie rauszusuchen.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

So, wusste ich es doch, da fehlte eine Null hinter dem Komma.

Shimano DH-3N71
Losbrechmoment = ca. 0,125 Nm
Leerlaufmoment bei geringer Drehzahl = ca. 0,045 Nm

Übrigens finde ich deine Idee toll aus Standardteilen einen Bausatz zusammen zu stellen.
Bei einer Rotorhöhe von 1,5m liegt mein Tip für einen sinnvollen Durchmesser bei ca.
1/3 meines kleinen C-Rotors mit Nabendynamo, der war nämlich nur 50cm hoch.
Ein Versuch wäre also ein Durchmesser in der Gegend ca. 20cm wert evtl. etwas weniger.
Hast du schon mal an die Option gedacht das Windrad aufzuhängen ?
Gerade bei so schlanken Bauformen finde ich das auch eine Überlegung wert die evtl. viel
Aufwand bei der Lagerung erspart.

Grüsse

Bernd

[volker]

Hallo Bernd,

danke für die Unterstützung, hatte ich mich doch vertan beim drehmoment des nd.
Das mit dem Aufhängen ist zwar eine Option, aber es soll schon stabil sein.
Kannst Du das nachvollziehen das Anlaufmoment über die staudruckformel zu berechnen oder bin ich hier auf dem Holzweg?
Nach meinen derzeitigen groben Berechnungen liegt bei 2m/s ein DeltaF von ca. 0.6 N und bei 3m/s von 1.358775 N an.
Das Ding sollte dann also theoretisch mit dem Nabendynamo irgendwo zwischen 2 und 3 m/s anlaufen.

Bei der Achse bin ich bereits fündig. Gardinenabteilung eines Baumarktes VA Rohr 20mm durchmesser einschließlich Endbkappe mit Madenschraube. Endkappe mittig bohren im Durchmesser 9 mm dann den ND DH-3N71 mit Steckachse einfach montieren.
Achse unter der Endkappe seitlich angebohren für kabeldurchführung.
Suche noch einen Ring mit Radialer Schraube als Lagerbock für unteres Lager.
Kegelrollenlager Außen 47 und mit 20mm Bohrung.
Fertig ist die Achse.

Jetzt könnte jeder ohne linke Hände z.B. die fertigen Savoniusrotoren aus der e-bucht montieren oder den Lenz oder den c-Rotor.
Ein universelles Achsenkonzept für unter 50,-EUR ohne ND. Das Achsenkonzept ist zudem skalierbar für größere Rotoren.
Der ND liegt dabei unter der oberen Endkappe.
Für eine zerstörungsfreie Montage des ND suche ich noch kleine Schrauben oder so etwas wie die speichen nur mit geraden köpfen und viel viel viel kürzer.
Alternativ gehen sicher auch blindniete. Habe aber noch keine gesehen die in die Löcher des ND passen.
Das untere Lager als Kegelrollenlager nimmt hier weitestgehend alle radialen und axialen Kräfte einschließlich des Gewichtes des Rotors auf. Die Achse des NDs wird also kaum axial belastet. Die Hauptbelastung erfolgt somit in radialer Richtung, wie das beim Fahrrad relmäßig der Fall und vom Hersteller des ND konzipiert ist.

Gleiches Achskonzept ist auch für den Radnabenmotor geeignet.

Gruß Volker

[RubenKelevra]

Ich grab ja ungern diesen Thread wieder aus, aber erstens erhoff ich mir die angesprochene Liste und zweitens ein bisschen Unterstützung von Leuten die hier schon mit den Nabendynamos gearbeitet haben.

Ich möchte die Bastelei mit Elektronik gerne mit einem anderen Hobby - Freifunk - verbinden:

Wir brauchen mitten auf einer Wiese etwa 80 Meter vom Haus entfernt einen Router. Dieser schluckt von Haus aus 9 Volt bei etwa 180-300mA (Durchschnitt 200mA). Wir würden diesen gerne 24h am Tag betreiben.

Wir dachten an einen Mast und würden den Strom gerne vor Ort per Windrad erzeugen.

Wir haben noch zwei 12V Gelakkus mut 7,2Ah hier rumfliegen. Gegen Frost dachten wir daran diese im Boden zu versenken.

Hat jemand vielleicht eine einfache Anleitung für mich, oder Tipps?


Lieben Gruß Ruben

[andreas]

Hallo Ruben,

das sieht von der Energiebilanz her recht knapp aus. So ein Nabendynamo bringt max. gut 3 Watt, Dein Verbraucher schluckt mittlere 2 Watt. Für eine durchgängige Versorgung müsste ständig genug Wind vorhanden sein. Hast Du mal eine Windmessung am Zielstandort gemacht?

MfG. Andreas

[RubenKelevra]

das sieht von der Energiebilanz her recht knapp aus. So ein Nabendynamo bringt max. gut 3 Watt, Dein Verbraucher schluckt mittlere 2 Watt. Für eine durchgängige Versorgung müsste ständig genug Wind vorhanden sein. Hast Du mal eine Windmessung am Zielstandort gemacht?

Windig ist es dort im Prinzip ständig, wohn im Bergischen Land und der Standort[1][2] ist an einem Hang gelegen. Nur die Windrichtung variiert stark - daher lieber ein Vertikales Windrad.

Der Nabendynamo soll laut Messungen etwa 6,5 Watt liefern[3], eine Batterie reicht ja schon für etwa 48h ... ich dachte das sollte so ok sein?

Soweit ich das verstanden hab geht so ein Dynamo bei 500mA in die Sättigung, danach steigt nur noch die Spannung. Die Frage die sich mir stellt ist wie ich das in den Gelakku bekomme ohne den zu Braten und mit möglichst hoher Effektivität.

Ne Platine selbst machen ist jetzt nicht so das Thema, falls jemand darüber nachdenkt.

[1] http://www.openstreetmap.org/?mlat=51.1 ... 5&layers=M
[2] http://sautter.com/map/?zoom=15&lat=51. ... B0FFTFFTFF (Oben den Slider nach rechts schieben für Höhenlinien)
[3] http://www.komponentix.de/onlineshop/in ... 5_1119.htm


Lieben Gruß


Ruben

[Bernd]

Hallo Ruben,
die 6,5 Watt die du aus dem Link hast zeigen die mechanische Leistungsaufnahme, nicht die elektrische Leistungsabgabe.
Aber trotzdem hast du im Prinzip Recht denn die 3Watt eines Dynamos beziehen sich auf einen Betrieb an 6V.
Betreibt man den Dynamo an einem 12V System/Akku so ergibt sich in etwa die doppelte Leistung nämlich ca. 6 Watt pro Dynamo.
Natürlich muss er dafür auch doppelt so schnell drehen wie in einem 6V System.

Dummerweise wird man diese 6Watt aber nur sehr selten ernten denn der Wind wird nur selten so pusten das das
Windrad so schnell dreht das der Dynamo seine volle Leistung abgeben kann was ab ca. 200 U/min der Fall sein sollte.
Um dem entgegen zu wirken könnte man das Windrad überdimensionieren und dann mit einer Übersetzung dafür sorgen
das die Dynamos sehr häufig schnell genug drehen. Oder es sehr schmal und hoch machen und natürlich oben und unten
einen Dynamo anbauen.
Natürlich könnte man auch zwei Windräder bauen.

Ich denke ein Solarmodul gepaart mit einem Windrad wäre eine gute Lösung.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Ruben,

eine gute Lösung wären zwei Nabendynamos, welche auch gleichzeitig die beiderseitige Lagerung eines Vertikalwindrades hergeben könnten. Wenn die gut in Flucht stehen und auf Phasenrichtigkeit montiert werden, könnte man sie direkt in Reihe oder parallel schalten. An die isolierte Aufhängung der Nabendynamos denken, denn die haben einen Pol auf dem Gehäuse liegen!

Bei dieser geringen Leistung dürfte eine einfache Parallelregelung der Spannung ausreichen. Nach dem Gleichrichter also ein TL431 mit einem Darlington-TO220 als Spannungsbegrenzer. Der Ruhestrom so einer Schaltung liegt bei einem halben mA.

MfG. Andreas